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JP3537560B2 - Current-voltage converter and optical receiver - Google Patents

Current-voltage converter and optical receiver

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JP3537560B2
JP3537560B2 JP25523495A JP25523495A JP3537560B2 JP 3537560 B2 JP3537560 B2 JP 3537560B2 JP 25523495 A JP25523495 A JP 25523495A JP 25523495 A JP25523495 A JP 25523495A JP 3537560 B2 JP3537560 B2 JP 3537560B2
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current
voltage
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resistor
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和則 西薗
哲司 船木
敦史 早川
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電流−電圧変換器
及び光受信器に関するものであり、特に、光を通信媒体
にした装置で、受光信号を電圧に変換するトランスイン
ピーダンス回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current-to-voltage converter and an optical receiver, and more particularly to a transimpedance circuit for converting a received light signal into a voltage in a device using light as a communication medium. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光を通信媒体にした装置が多く開
発され、これらの装置には光を受けて電圧を出力する光
受信器が使用されている。光受信器で受光信号を電圧に
変換するには、電流−電圧変換回路が必要になる。光受
信器を用いた装置は、商用電源によって駆動するもの、
バッテリー電源により駆動するものと多種多様である。
そこで、広い範囲の電源電圧で駆動が可能で、しかも、
広いダイナミックレンジの電圧が出力できるような回路
が望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, many devices using light as a communication medium have been developed, and these devices use an optical receiver that receives light and outputs a voltage. In order to convert a received light signal into a voltage in the optical receiver, a current-voltage conversion circuit is required. An apparatus using an optical receiver is driven by a commercial power supply,
There are many types that are driven by battery power.
Therefore, it can be driven with a wide range of power supply voltage, and
A circuit that can output a voltage with a wide dynamic range is desired.

【0003】図8は従来例に係る光受信器の構成図であ
る。図8において、1は赤外線等の光を受光して光電流
を発生する受光素子である。受光素子1にはフォトダイ
オード(PD)を用いる。2は、受光素子1の光電流を
電圧に変換する電流−電圧変換回路である。この変換回
路2は、2つのnpn型のバイポーラトランジスタQ
1、Q2と、1つのダイオードD1と、3つの抵抗R1
〜R3から成る。
FIG. 8 is a configuration diagram of an optical receiver according to a conventional example. In FIG. 8, reference numeral 1 denotes a light receiving element that receives light such as infrared light and generates a photocurrent. As the light receiving element 1, a photodiode (PD) is used. Reference numeral 2 denotes a current-voltage conversion circuit that converts a photocurrent of the light receiving element 1 into a voltage. The conversion circuit 2 includes two npn-type bipolar transistors Q
1, Q2, one diode D1, and three resistors R1
To R3.

【0004】トランジスタQ1のコレクタは抵抗R1の
一端とトランジスタQ2のベースに接続し、トランジス
タQ1のベース(入力)は受光素子1とダイードD1の
カソードと、抵抗R3の一端にそれぞれ接続し、そのエ
ミッタは接地線GNDに接続している。トランジスタQ2
のコレクタは電源線VCCに接続し、そのエミッタは、出
力と、抵抗R2の一端と、抵抗R3の他端と、ダイオー
ドD1のアノードとにそれぞれ接続している。抵抗R1
の他端は電源線VCCに接続し、抵抗R2の他端は接地線
GNDに接続している。R3はトランスインピーダンスと
呼ばれている。
The collector of the transistor Q1 is connected to one end of the resistor R1 and the base of the transistor Q2. The base (input) of the transistor Q1 is connected to the light receiving element 1, the cathode of the diode D1, and one end of the resistor R3, respectively. Is connected to the ground line GND. Transistor Q2
Is connected to the power supply line VCC, and its emitter is connected to the output, one end of the resistor R2, the other end of the resistor R3, and the anode of the diode D1. Resistance R1
Is connected to the power supply line VCC, and the other end of the resistor R2 is connected to the ground line GND. R3 is called transimpedance.

【0005】ダイオードD1は、抵抗R3の電圧降下を
クランプするものである。D1は、受光素子1に流れる
光電流Ipdが大きくなったときにオンする。このときの
D1のオン条件は、抵抗R3の電圧降下がダイオードD
1の順方向の電圧降下VFを越えたときである。ダイオ
ードD1がオンすると、トランジスタQ2から電流を受
光素子1に流し込み、トランジスタQ1のベース電位を
固定してコレクタ電位が上がることを防いでいる。
The diode D1 clamps a voltage drop of the resistor R3. D1 turns on when the photocurrent Ipd flowing through the light receiving element 1 increases. At this time, the on condition of D1 is that the voltage drop of the resistor R3 is
1 when the forward voltage drop VF is exceeded. When the diode D1 is turned on, a current flows from the transistor Q2 to the light receiving element 1, and the base potential of the transistor Q1 is fixed to prevent the collector potential from rising.

【0006】3は、電流−電圧変換回路2の出力電圧V
2を入力に帰還する直流電圧帰還回路である。帰還回路
3は差動アンプから成り、出力電圧V2と基準電圧Vre
f とが同電位になるようにトランジスタQ1の入力電位
を制御する。次に、光受信器の動作を説明する。例え
ば、明と暗とが交互に繰り返される光が受光素子1によ
り受光されると、受光素子1に光電流Ipdが流れる。光
電流Ipdは、光の明と暗とに応じて「H」(ハイ)レベ
ル及び「L」(ロー)レベルの論理を構成する。
3 is an output voltage V of the current-voltage conversion circuit 2
2 is a DC voltage feedback circuit for feeding back 2 to the input. The feedback circuit 3 includes a differential amplifier, and outputs the output voltage V2 and the reference voltage Vre.
The input potential of the transistor Q1 is controlled so that f and f have the same potential. Next, the operation of the optical receiver will be described. For example, when light, which alternates between light and dark, is received by the light receiving element 1, a photocurrent Ipd flows through the light receiving element 1. The photocurrent Ipd constitutes an “H” (high) level and an “L” (low) level logic according to light brightness and darkness.

【0007】例えば、光電流Ipdが流れない場合、電流
−電圧変換器2は、トランジスタQ1,Q2,抵抗R
1,R2で負帰還回路を構成するため、入力V1と出力
V2のDC電位は、同電位(V1=V2=Vbe)にな
る。一方、光電流Ipdが流れる場合、電流−電圧変換器
2の出力V2の電圧変化量として、ΔV2=ΔIpd・R
3が得られる。このようにR3をトランスインピーダン
スとする電流−電圧変換ができる。なお、受光素子1に
流れる光電流Ipdが大きくなって、抵抗R3の電圧降下
がダイオードD1の順方向電圧VFを越えると、ダイオ
ードD1がオンしてトランジスタQ2から電流を受光素
子1に流し込む。これにより、トランジスタQ1をクラ
ンプする。
For example, when the photocurrent Ipd does not flow, the current-voltage converter 2 includes transistors Q1, Q2, and a resistor R2.
Since a negative feedback circuit is formed by R1 and R2, the DC potentials of the input V1 and the output V2 are the same (V1 = V2 = Vbe). On the other hand, when the photocurrent Ipd flows, ΔV2 = ΔIdd · R as the voltage change amount of the output V2 of the current-voltage converter 2.
3 is obtained. Thus, current-voltage conversion using R3 as a transimpedance can be performed. Note that when the photocurrent Ipd flowing through the light receiving element 1 increases and the voltage drop of the resistor R3 exceeds the forward voltage VF of the diode D1, the diode D1 turns on and current flows from the transistor Q2 into the light receiving element 1. As a result, the transistor Q1 is clamped.

【0008】また、DCフィードバックアンプ3は、受
光素子1のリーク電流や光信号に重畳された外来光によ
るオフセット電流を除く(キャンセル)ものである。
The DC feedback amplifier 3 eliminates (cancels) a leak current of the light receiving element 1 and an offset current due to extraneous light superimposed on the optical signal.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の電流−電圧変換回路2では、トランジスタQ1をクラ
ンプするダイオードD1が抵抗R3の両端に接続されて
いるため、次のような問題がある。 光電流Ipdが「H」レベルから「L」レベルに移る
ときに、図8の破線円内図に示すように、出力波形が尾
を引いたようになる。これは、受光素子1の内部の寄生
容量の影響と、ダイオードD1に溜まった電荷が放電す
るためである。この電荷は、受光素子1に電流を流し終
わったダイオードD1に溜まる。入力電流が大きい場合
には、更に、出力波形に尾を引くため、電流−電圧変換
回路のダイナミックレンジが狭くなる。そして、後段に
接続されるアナログ・デジタル変換回路等が誤動作する
恐れがある。また、ダイオードD1に溜まった電荷が抜
けるのに時間がかかると、光受信器の周波数応答特性が
悪くなる。
However, the conventional current-voltage conversion circuit 2 has the following problem because the diode D1 for clamping the transistor Q1 is connected to both ends of the resistor R3. When the photocurrent Ipd shifts from the “H” level to the “L” level, the output waveform becomes like a tail as shown in the dashed circle in FIG. This is because the influence of the parasitic capacitance inside the light receiving element 1 and the electric charge accumulated in the diode D1 are discharged. This charge accumulates in the diode D1 after the current has passed through the light receiving element 1. When the input current is large, the output waveform further trails, so that the dynamic range of the current-voltage conversion circuit is narrowed. Then, there is a possibility that an analog / digital conversion circuit or the like connected at a subsequent stage may malfunction. Further, if it takes time for the electric charge accumulated in the diode D1 to escape, the frequency response characteristics of the optical receiver deteriorate.

【0010】なお、ダイオードD1はトランジスタQ1
をクランプするために必要である。これは、受光素子1
に大きな光を照射すると、受光素子1に大電流が流れ、
トランジスタQ1のベース電位が接地線GNDの電位まで
下がる。これにより、Q1は動作点を外れてしまう。こ
のためにQ1をクランプするものである。 また、トランジスタQ1に流れる電流は、電源電圧
と、Q1の負荷抵抗R1によって決定される。したがっ
て、Q1に流れる電流は、電源電圧に比例して流れるこ
とになる。この結果、電源電圧が極めて低下したり、反
対に大きく上昇したりして、Q1に流れる電流が変化す
ると、Q1の周波数応答特性も変化するようになる。Q
1の周波数応答特性は、光受信器の周波数出力特性を大
きく変える。このため、電源電圧によって、Q1に流れ
る電流が大きく変化すると、光受信器の周波数出力特性
が大きく変化することになる。
Incidentally, the diode D1 is connected to the transistor Q1.
Needed to clamp. This is the light receiving element 1
When large light is irradiated on the light receiving element 1, a large current flows through the light receiving element 1,
The base potential of transistor Q1 drops to the potential of ground line GND. As a result, Q1 deviates from the operating point. For this reason, Q1 is clamped. The current flowing through the transistor Q1 is determined by the power supply voltage and the load resistance R1 of Q1. Therefore, the current flowing through Q1 flows in proportion to the power supply voltage. As a result, when the current flowing through Q1 changes due to an extremely low power supply voltage or a large increase on the contrary, the frequency response characteristic of Q1 also changes. Q
The frequency response characteristic of 1 greatly changes the frequency output characteristic of the optical receiver. For this reason, if the current flowing through Q1 changes significantly due to the power supply voltage, the frequency output characteristics of the optical receiver will change significantly.

【0011】 さらに、電流−電圧変換回路の低電圧
駆動時の動作限界を考えた場合、電源電圧VCCが、抵
抗R1の電圧降下+2×Vbe+VF以下になると、回
路が動作しなくなる。このため、光受光器の低電圧駆動
化の妨げとなっていた。なお、VbeはQ1やQ2のベ
ース・エミッタ間の電圧である。VFはダイオードD1
の順方向の電圧降下である。同一チップ内でのダイオー
ドとトランジスタは同じジャンクションによって形成さ
れるので、VF≒Vbeとなる。
Further, considering the operation limit of the current-voltage conversion circuit at the time of low voltage driving, when the power supply voltage VCC becomes equal to or lower than the voltage drop of the resistor R1 + 2 × Vbe + VF, the circuit does not operate. For this reason, it has hindered low-voltage driving of the optical receiver. Vbe is a voltage between the base and the emitter of Q1 or Q2. VF is diode D1
Is the forward voltage drop. Since the diode and the transistor in the same chip are formed by the same junction, VF ≒ Vbe.

【0012】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、クランプ機能を維持しつつ、広い
範囲の電源電圧で電流を電圧に変換することが可能とな
る電流−電圧変換器及び光受信器の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the conventional example, and a current-voltage converter capable of converting a current into a voltage with a wide range of power supply voltage while maintaining a clamping function. The purpose is to provide a receiver and an optical receiver.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の電流−電
圧変換器は、その実施の形態を図1に示すように、ベー
スを入力に接続した第1のトランジスタと、一端を前記
第1のトランジスタのコレクタに接続した第1の抵抗
と、一端を前記第1の抵抗の他端に接続し、かつ、他端
を第1の電源線に接続した第2の抵抗と、ベースを前記
第1の抵抗と第2の抵抗の接続点に接続し、かつ、コレ
クタを第1の電源線に接続した第2のトランジスタと、
一端を前記第2のトランジスタのエミッタ及び出力に接
続し、かつ、他端を第1の電源線に接続した第1の定電
流源と、一端を前記第2のトランジスタのエミッタに接
続し、かつ、他端を前記第1のトランジスタのベースに
接続した第3の抵抗と、一端を前記第1のトランジスタ
のエミッタに接続し、かつ、他端を第2の電源線に接続
した第2の定電流源と、一端を前記第1のトランジスタ
のエミッタに接続し、かつ、他端を第2の電源線に接続
した静電容量と、ベースを前記第1のトランジスタのコ
レクタに接続し、エミッタを前記第1のトランジスタの
ベースに接続し、かつ、コレクタを第1の電源線に接続
した第3のトランジスタを備えていることを特徴とす
る。
As shown in FIG. 1, a first current-to-voltage converter according to the present invention has a first transistor having a base connected to an input, and one end connected to the first transistor. A first resistor connected to the collector of the first transistor, a second resistor having one end connected to the other end of the first resistor, and the other end connected to a first power supply line, and a base connected to the first resistor; A second transistor connected to a connection point between the first resistor and the second resistor and having a collector connected to the first power supply line;
A first constant current source having one end connected to the emitter and the output of the second transistor, and the other end connected to a first power supply line, one end connected to the emitter of the second transistor, and A third resistor having the other end connected to the base of the first transistor, and a second resistor having one end connected to the emitter of the first transistor and the other end connected to the second power supply line. A current source, a capacitance having one end connected to the emitter of the first transistor, and the other end connected to the second power supply line, a base connected to the collector of the first transistor, and an emitter connected A third transistor connected to a base of the first transistor and having a collector connected to a first power supply line.

【0014】本発明の第1の電流−電圧変換器におい
て、前記第3の抵抗の両端の電圧を検出して前記第1の
トランジスタのベース電位を調整する帰還回路を設けて
いることを特徴とする。本発明の第1の電流−電圧変換
器において、前記帰還回路にローパスフィルタを設けて
いることを特徴とする。
In the first current-to-voltage converter according to the present invention, a feedback circuit is provided for detecting a voltage across the third resistor and adjusting a base potential of the first transistor. I do. In the first current-voltage converter of the present invention, a low-pass filter is provided in the feedback circuit.

【0015】本発明の第1の電流−電圧変換器におい
て、前記第1のトランジスタの入力が無いときに、前記
第3のトランジスタがカットオフするように前記第2の
抵抗の値を設定することを特徴とする。本発明の第2の
電流−電圧変換器は、その実施の形態を図4に示すよう
に、前記第3のトランジスタに代えて、ゲートを前記第
1のトランジスタのコレクタに接続し、ソースを前記第
1のトランジスタのベースに接続し、かつ、ドレインを
第1の電源線に接続した電界効果トランジスタを設け、
前記電界効果トランジスタは、第2のトランジスタがオ
ンするベース・エミッタ間の電圧降下よりも大きな値の
閾値電圧に調整されていることを特徴とする。
In the first current-voltage converter of the present invention, the value of the second resistor is set so that the third transistor is cut off when there is no input to the first transistor. It is characterized by. As shown in FIG. 4, the second current-to-voltage converter of the present invention has a gate connected to the collector of the first transistor instead of the third transistor, and a source connected to the third transistor. A field effect transistor connected to the base of the first transistor and having the drain connected to the first power supply line;
The field effect transistor is characterized in that the threshold voltage is adjusted to a value larger than the voltage drop between the base and the emitter when the second transistor is turned on.

【0016】本発明の第3の電流−電圧変換器は、その
実施の形態を図5に示すように、第1の電流−電圧変換
器において、カソードを前記第1のトランジスタのコレ
クタに接続し、かつ、アノードを前記第1のトランジス
タのベースに接続したショットキーバリアダイオードを
設けていることを特徴とする。本発明の第4の電流−電
圧変換器は、その実施の形態を図6に示すように、第1
の電流−電圧変換器において、カソードを前記第1のト
ランジスタのコレクタに接続し、かつ、アノードを前記
第1の電源線に接続したダイオードを設けていることを
特徴とする。
A third current-to-voltage converter according to the present invention, as shown in FIG. 5, has a cathode connected to the collector of the first transistor in the first current-to-voltage converter. And a Schottky barrier diode having an anode connected to the base of the first transistor. As shown in FIG. 6, the fourth current-to-voltage converter of the present invention has a first
In the current-voltage converter, a diode having a cathode connected to the collector of the first transistor and an anode connected to the first power supply line is provided.

【0017】本発明の第5の電流−電圧変換器は、その
実施の形態を図7に示すように、ゲートを入力に接続し
た第1の電界効果トランジスタと、一端を前記第1の電
界効果トランジスタのドレインに接続した第1の抵抗
と、一端を前記第1の抵抗の他端に接続し、かつ、他端
を第1の電源線に接続した第2の抵抗と、ゲートを前記
第1の抵抗と第2の抵抗の接続点に接続し、かつ、ドレ
インを第1の電源線に接続した第2の電界効果トランジ
スタと、一端を前記第2の電界効果トランジスタのソー
ス及び出力に接続し、かつ、他端を第1の電源線に接続
した第1の定電流源と、一端を前記第2の電界効果トラ
ンジスタのソースに接続し、かつ、他端を前記第1の電
界効果トランジスタのゲートに接続した第3の抵抗と、
一端を前記第1の電界効果トランジスタのソースに接続
し、かつ、他端を第2の電源線に接続した第2の定電流
源と、一端を前記第1の電界効果トランジスタのソース
に接続し、かつ、他端を第2の電源線に接続した静電容
量と、ゲートを前記第1の電界効果トランジスタのドレ
インに接続し、ソースを前記第1の電界効果トランジス
タのゲートに接続し、かつ、ドレインを第1の電源線に
接続した第3の電界効果トランジスタを備えていること
を特徴とする。
As shown in FIG. 7, a fifth current-to-voltage converter according to the present invention has a first field effect transistor having a gate connected to an input, and one end connected to the first field effect transistor. A first resistor connected to the drain of the transistor, a second resistor having one end connected to the other end of the first resistor, and the other end connected to the first power supply line, and a gate connected to the first resistor. A second field effect transistor having a drain connected to a first power supply line, and one end connected to a source and an output of the second field effect transistor. And a first constant current source having the other end connected to the first power supply line, one end connected to the source of the second field effect transistor, and the other end connected to the first field effect transistor. A third resistor connected to the gate;
A second constant current source having one end connected to the source of the first field effect transistor and the other end connected to a second power supply line; and one end connected to the source of the first field effect transistor. And a capacitor having the other end connected to the second power supply line, a gate connected to the drain of the first field-effect transistor, a source connected to the gate of the first field-effect transistor, and And a third field-effect transistor having a drain connected to the first power supply line.

【0018】本発明の第6の電流−電圧変換器は、前記
第3の電界効果トランジスタの閾値電圧が、前記第2の
電界効果トランジスタの閾値電圧よりも大きな値に調整
されていることを特徴とする。本発明の光受信器は、受
けた光を電流に変換する受光素子と、前記光電素子に流
れる電流を電圧に変換する電流−電圧変換回路とを備
え、前記電流−電圧変換回路が第1〜第6のいずれかの
電流−電圧変換器から成ることを特徴とし、上記目的を
達成する。
According to a sixth current-voltage converter of the present invention, the threshold voltage of the third field-effect transistor is adjusted to a value larger than the threshold voltage of the second field-effect transistor. And The optical receiver of the present invention includes a light receiving element that converts received light into a current, and a current-voltage conversion circuit that converts a current flowing through the photoelectric element into a voltage, wherein the current-voltage conversion circuit is a first to a first. A sixth aspect of the present invention is characterized by comprising a current-voltage converter, and achieves the above object.

【0019】本発明の第1の電流−電圧変換器の動作を
説明する。例えば、第1のトランジスタに入力電流が流
れない場合、電流−電圧変換器の入力と出力のDC電位
は、同電位となる。入力と出力のDC電位は、電源電圧
からほぼ抵抗R2の電圧降下と、第2のトランジスタの
ベース・エミッタ間の電圧降下とを引いた電位になる。
第1のトランジスタのエミッタ電位は、電流−電圧変換
器の入力電圧から第1のトランジスタのベース・エミッ
タ間の電圧降下を引いたDC電圧となる。また、第1の
トランジスタのエミッタは、容量によって、交流回路的
に接地されているので、このトランジスタ回路は、いわ
ゆるエミッタ接地回路になる。
The operation of the first current-to-voltage converter of the present invention will be described. For example, when the input current does not flow through the first transistor, the DC potential of the input and the output of the current-voltage converter are the same. The DC potential of the input and output is a potential obtained by substantially subtracting the voltage drop of the resistor R2 and the voltage drop between the base and the emitter of the second transistor from the power supply voltage.
The emitter potential of the first transistor is a DC voltage obtained by subtracting the base-emitter voltage drop of the first transistor from the input voltage of the current-to-voltage converter. Further, since the emitter of the first transistor is grounded in an AC circuit by a capacitor, this transistor circuit is a so-called grounded emitter circuit.

【0020】また、電流−電圧変換器の入力電圧と出力
電圧とは同電位であるので、帰還回路は、第1のトラン
ジスタの入力に制御信号を帰還しない。一方、クランプ
用の第3のトランジスタも、第2のトランジスタの同じ
プロセスを経ているので、ベース・エミッタ間の電圧降
下は同じである。したがって、第3のトランジスタのベ
ース電圧は、第2のトランジスタのベース電圧に比べ
て、第1の抵抗の電圧降下分だけ少なくなるので、第3
のトランジスタには、コレクタ電流が流れない。この結
果、第3のトランジスタはクランプ動作はしない。
Since the input voltage and the output voltage of the current-to-voltage converter are at the same potential, the feedback circuit does not feed back the control signal to the input of the first transistor. On the other hand, since the third transistor for clamping also goes through the same process as the second transistor, the voltage drop between the base and the emitter is the same. Therefore, the base voltage of the third transistor is smaller than the base voltage of the second transistor by the voltage drop of the first resistor.
No collector current flows through the transistor. As a result, the third transistor does not perform the clamp operation.

【0021】次に、第1のトランジスタに入力電流が流
れる場合に、電流−電圧変換器の出力は、ΔV2=ΔI
pd×R3となる。但し、ΔV2は電流−電圧変換器の出
力変化分であり、ΔIpdは第1のトランジスタの入力電
流の変化分である。R3は第3の抵抗である。このよう
にR3をトランスインピーダンスとする電流−電圧変換
回路が動作する。
Next, when an input current flows through the first transistor, the output of the current-voltage converter is ΔV2 = ΔI
pd × R3. Here, ΔV2 is a change in the output of the current-voltage converter, and ΔIpd is a change in the input current of the first transistor. R3 is a third resistor. Thus, the current-voltage conversion circuit using R3 as the transimpedance operates.

【0022】一方、第1のトランジスタに流れる入力電
流の振幅が大きい場合に、第1のトランジスタのコレク
タ電流が少なくなり、コレクタ電位が上がる。これによ
り、第3のトランジスタが電源電位より電流を引き込ん
で、第1のトランジスタをクランプする。このときの電
流−電圧変換器の出力は、先に記述したΔV2=ΔIpd
×R3の関係が成り立たなくなり、出力は、V2=VC
C−R2・I1−Vbeとなる。但し、V2は電流−電圧
変換器のDC出力であり、VCCは電源電圧であり、R
2は第2の抵抗であり、I1は第1のトランジスタを流
れる電流であり、Vbeは第2のトランジスタのベース・
エミッタ間の電圧降下である。
On the other hand, when the amplitude of the input current flowing through the first transistor is large, the collector current of the first transistor decreases, and the collector potential increases. Thus, the third transistor draws current from the power supply potential and clamps the first transistor. At this time, the output of the current-voltage converter is ΔV2 = ΔIpd described above.
× R3 no longer holds, and the output is V2 = VC
C-R2 · I1-Vbe. Here, V2 is a DC output of the current-voltage converter, VCC is a power supply voltage, and R
2 is a second resistor, I1 is a current flowing through the first transistor, and Vbe is a base current of the second transistor.
This is the voltage drop between the emitters.

【0023】また、第1のトランジスタに流れる入力電
流が「H」レベルから「L」レベルに変化する場合に
は、第3のトランジスタのベースに蓄積された電荷は、
第1のトランジスタによって引き抜かれる。このように
本発明の第1の電流−電圧変換器によれば、第1のトラ
ンジスタのベース入力が、「H」レベルから「L」レベ
ルに立ち下がるとき、第3のトランジスタのベース・エ
ミッタに蓄積した電荷は、第1のトランジスタによって
引き抜かれるので、従来例ようなクランプダイオードを
用いる場合に比べて、出力波形を急激に立ち下げること
ができる。
When the input current flowing through the first transistor changes from “H” level to “L” level, the electric charge accumulated at the base of the third transistor becomes
It is pulled out by the first transistor. Thus, according to the first current-voltage converter of the present invention, when the base input of the first transistor falls from the “H” level to the “L” level, the base input of the third transistor is connected to the base / emitter of the third transistor. Since the accumulated charge is extracted by the first transistor, the output waveform can be sharply lowered as compared with the case where a clamp diode as in the related art is used.

【0024】したがって、出力波形が従来例に比べて急
激に立ち下がることで、当該電流−電圧変換回路のダイ
ナミックレンジを広くすることができる。また、本発明
の第1の電流−電圧変換器によれば、第1のトランジス
タに流れる電流は第1の定電流源によって決定されるの
で、電源電圧が変動しても、第1のトランジスタのコレ
クタ電流を一定にできる。この結果、第1のトランジス
タの周波数応答特性が安定する。
Accordingly, the dynamic range of the current-to-voltage conversion circuit can be widened by causing the output waveform to fall sharply as compared with the conventional example. According to the first current-to-voltage converter of the present invention, the current flowing through the first transistor is determined by the first constant current source. The collector current can be kept constant. As a result, the frequency response characteristics of the first transistor are stabilized.

【0025】さらに、本発明の第1の電流−電圧変換器
によれば、回路の低電圧駆動時の動作限界を考えた場
合、電源電圧VCCが、抵抗降下(R1+R2)+2×
Vbe以下になるまで、回路を動作させることができ
る。なお、Vbeは第1のトランジスタや第2のトラン
ジスタのベース・エミッタの電圧降下である。また、本
発明の第1の電流−電圧変換器において、第3の抵抗の
両端の電圧を検出した帰還回路が、第1のトランジスタ
のベース電位を調整するので、入力信号にDCオフセッ
トが重畳していた場合に、これを除くことができる。ま
た、帰還回路内にローパスフィルタを設けることで、当
該電流−電圧変換器の高域カット周波数を決めることが
できる。ローパスフィルタは、この周波数よりも低い周
波数の信号を通すようになる。
Further, according to the first current-to-voltage converter of the present invention, considering the operation limit at the time of driving the circuit at a low voltage, the power supply voltage VCC becomes the resistance drop (R1 + R2) + 2 ×
The circuit can be operated until Vbe or less. Vbe is a voltage drop between the base and the emitter of the first transistor and the second transistor. Further, in the first current-to-voltage converter of the present invention, since the feedback circuit that detects the voltage across the third resistor adjusts the base potential of the first transistor, a DC offset is superimposed on the input signal. This can be excluded. Further, by providing a low-pass filter in the feedback circuit, a high-frequency cutoff frequency of the current-voltage converter can be determined. The low-pass filter passes a signal having a frequency lower than this frequency.

【0026】本発明の第2の電流−電圧変換器によれ
ば、第3のトランジスタに代えて設けた電界効果トラン
ジスタが、第2のトランジスタがオンするベース・エミ
ッタ間の電圧降下よりも大きな値の閾値電圧に調整され
ているので、入力電流が大きくなったときに、この電界
効果トランジスタをオンさせることができる。これによ
り、この電界効果トランジスタの動作を決める抵抗R1
を省略することができる。したがって、回路の集積化に
寄与する。
According to the second current-to-voltage converter of the present invention, the field effect transistor provided in place of the third transistor has a value larger than the voltage drop between the base and the emitter when the second transistor is turned on. , The field effect transistor can be turned on when the input current increases. As a result, the resistance R1 that determines the operation of the field effect transistor
Can be omitted. Therefore, it contributes to circuit integration.

【0027】本発明の第3の電流−電圧変換器によれ
ば、ショットキーバリアダイオードが第1のトランジス
タのベース・コレクタ間に接続されているので、第1の
トランジスタのベース電位を基準にして、そのコレクタ
の電圧が下がることが防げる。したがって、入力電流が
大きい場合でも、第1のトランジスタのコレクタ電圧が
下がらないので、回路動作が安定する。
According to the third current-to-voltage converter of the present invention, since the Schottky barrier diode is connected between the base and the collector of the first transistor, the Schottky barrier diode is connected with reference to the base potential of the first transistor. This prevents the collector voltage from dropping. Therefore, even when the input current is large, the circuit operation is stabilized because the collector voltage of the first transistor does not decrease.

【0028】本発明の第3の電流−電圧変換器によれ
ば、ダイオードが第1のトランジスタのコレクタと第1
の電源線との間に接続されているので、第1の電源線を
基準にして、第1のトランジスタのコレクタ電圧が下が
ることが防げる。したがって、入力電流が大きい場合で
も、第2の電流−電圧変換器と同様に第1のトランジス
タのコレクタ電圧が下がらないので、回路動作が安定す
る。
According to the third current-to-voltage converter of the present invention, the diode is connected between the collector of the first transistor and the first transistor.
, The collector voltage of the first transistor can be prevented from lowering with reference to the first power supply line. Therefore, even when the input current is large, the circuit operation is stabilized because the collector voltage of the first transistor does not decrease similarly to the second current-to-voltage converter.

【0029】本発明の第5の電流−電圧変換器によれ
ば、第1〜第4の電流−電圧変換器において、信号入力
回路や信号出力回路が電界効果トランジスタから構成さ
れているので、回路の集積化が図れる。本発明の第6の
電流−電圧変換器によれば、第3の電界効果トランジス
タの閾値電圧が、第2の電界効果トランジスタの閾値電
圧よりも大きな値に調整されているので、入力電流が大
きくなったときに、第3の電界効果トランジスタをオン
させることができる。これにより、第3の電界効果トラ
ンジスタの動作を決める抵抗R1を省略することができ
る。したがって、回路の集積化に寄与する。
According to the fifth current-to-voltage converter of the present invention, in the first to fourth current-to-voltage converters, the signal input circuit and the signal output circuit are constituted by the field effect transistors. Can be integrated. According to the sixth current-to-voltage converter of the present invention, since the threshold voltage of the third field-effect transistor is adjusted to a value larger than the threshold voltage of the second field-effect transistor, the input current becomes large. When this happens, the third field-effect transistor can be turned on. Thus, the resistor R1 that determines the operation of the third field-effect transistor can be omitted. Therefore, it contributes to circuit integration.

【0030】本発明の光受信器によれば、電流−電圧変
換回路が第1〜第6のいずれかの電流−電圧変換器から
構成されているので、広い範囲の電源電圧で駆動するこ
と、しかも、電流−電圧変換器のダイナミックレンジを
広げることができる。また、電流−電圧変換回路の第1
のトランジスタの周波数応答特性が電源電圧に依存しな
くなるので、光受信器の周波数出力特性も安定してい
る。さらに、電源電圧VCCが、抵抗降下(R1+R
2)+2×Vbe以下になるまで、電流−電圧変換回路
を動作させることができるので、光受光器の低電圧駆動
化が図れる。
According to the optical receiver of the present invention, since the current-to-voltage converter is composed of any one of the first to sixth current-to-voltage converters, it can be driven with a wide range of power supply voltage. Moreover, the dynamic range of the current-voltage converter can be expanded. In addition, the first of the current-voltage conversion circuit
Since the frequency response characteristics of the transistor do not depend on the power supply voltage, the frequency output characteristics of the optical receiver are also stable. Further, when the power supply voltage VCC is reduced by the resistance drop (R1 + R
2) Since the current-voltage conversion circuit can be operated until the voltage becomes equal to or less than + 2 × Vbe, low voltage driving of the optical receiver can be achieved.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】次に、図を参照しながら本発明の
実施の形態について説明をする。図1〜7は、本発明の
実施の形態に係る電流−電圧変換器及び光受信器の説明
図である。 (1)第1の実施の形態 図1は、本発明の第1の実施の形態に係る電流−電圧変
換器を用いた光受信器の構成図であり、図2は、そのD
Cフィードバック回路の構成図を示している。図1にお
いて、11は赤外線等の光を受光して光電流を発生する
受光素子(フォトダイオード:PD)である。受光素子
11は光を電流に変換する光電効果を利用している。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 7 are explanatory diagrams of a current-voltage converter and an optical receiver according to an embodiment of the present invention. (1) First Embodiment FIG. 1 is a configuration diagram of an optical receiver using a current-voltage converter according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 2 shows a configuration diagram of a C feedback circuit. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a light receiving element (photodiode: PD) that receives light such as infrared light and generates a photocurrent. The light receiving element 11 utilizes a photoelectric effect of converting light into a current.

【0032】12は、受光素子11に流れる電流を電圧
に変換する電流−電圧変換回路である。電流−電圧変換
回路12は、本発明の第1の電流−電圧変換器から成
る。変換回路12は、図1において、3つのnpn型の
バイポーラトランジスタ(以下単にトランジスタとい
う)Q1〜Q3と、3つの抵抗R1〜R3と、2つの定
電流源I1,I2と、1つの静電容量C1から成る。
Reference numeral 12 denotes a current-voltage conversion circuit for converting a current flowing through the light receiving element 11 into a voltage. The current-to-voltage converter 12 includes the first current-to-voltage converter of the present invention. In FIG. 1, the conversion circuit 12 includes three npn-type bipolar transistors (hereinafter simply referred to as transistors) Q1 to Q3, three resistors R1 to R3, two constant current sources I1 and I2, and one capacitance. C1.

【0033】トランジスタQ1は第1のトランジスタの
一例であり、そのベース(入力)は受光素子11とトラ
ンジスタQ3のエミッタと抵抗R3の一端にそれぞれ接
続し、そのコレクタはトランジスタQ3のベースと抵抗
R1の一端にそれぞれ接続する。トランジスタQ1のエ
ミッタは定電流源I1と静電容量C1の一端にそれぞれ
接続する。定電流源I1は第1の定電流源の一例であ
る。静電容量C1の他端は接地線GNDに接続する。静電
容量C1はトランジスタQ1の低域カット周波数を決定
するものである。
The transistor Q1 is an example of a first transistor, and its base (input) is connected to the light receiving element 11, the emitter of the transistor Q3, and one end of the resistor R3, and its collector is connected to the base of the transistor Q3 and the resistor R1. Connect to one end respectively. The emitter of the transistor Q1 is connected to the constant current source I1 and one end of the capacitance C1. The constant current source I1 is an example of a first constant current source. The other end of the capacitance C1 is connected to the ground line GND. The capacitance C1 determines the low cut frequency of the transistor Q1.

【0034】抵抗R1の他端はトランジスタQ2のベー
スと抵抗R2の一端にそれぞれ接続する。抵抗R2の他
端は電源線VCCに接続する。なお、抵抗R2は、トラン
ジスタQ1の入力が無いときに、トランジスタQ3がカ
ットオフするように値を設定することが望ましい。トラ
ンジスタQ2は第2のトランジスタの一例であり、その
コレクタは電源線VCCに接続し、そのエミッタは出力と
抵抗R3の他端と、定電流源I2とにそれぞれ接続す
る。定電流源I2は第2の定電流源の一例であり、その
他端は接地線GNDに接続する。抵抗R3はトランスイン
ピーダンスと呼ばれている。
The other end of the resistor R1 is connected to the base of the transistor Q2 and one end of the resistor R2. The other end of the resistor R2 is connected to the power supply line VCC. It is desirable that the value of the resistor R2 be set so that the transistor Q3 is cut off when there is no input to the transistor Q1. The transistor Q2 is an example of a second transistor, and its collector is connected to the power supply line VCC, and its emitter is connected to the output, the other end of the resistor R3, and the constant current source I2. The constant current source I2 is an example of a second constant current source, and the other end is connected to the ground line GND. The resistance R3 is called transimpedance.

【0035】トランジスタQ3は第3のトランジスタの
一例であり、クランプトランジスタを構成する。そのコ
レクタは電源線VCCに接続している。トランジスタQ3
は、トランジスタQ1をクランプするものである。トラ
ンジスタQ3は、受光素子11に流れる光電流Ipdが大
きくなったときにオンする。このときのQ3のオン条件
は、光電流Ipdが大きくなって、Q1のコレクタ電流が
少なくなり、コレクタ電圧が上昇したときである。トラ
ンジスタQ3がオンすると、電源線VCCから受光素子1
1へ電流を流し込み、トランジスタQ1のベース電位を
固定してコレクタ電位が下がることが防げる。
The transistor Q3 is an example of a third transistor, and forms a clamp transistor. Its collector is connected to the power line VCC. Transistor Q3
Is for clamping the transistor Q1. The transistor Q3 turns on when the photocurrent Ipd flowing through the light receiving element 11 increases. The ON condition of Q3 at this time is when the photocurrent Ipd increases, the collector current of Q1 decreases, and the collector voltage increases. When the transistor Q3 is turned on, the power supply line VCC connects the light receiving element 1
1 to fix the base potential of the transistor Q1 to prevent the collector potential from dropping.

【0036】13は抵抗R3の両端の電圧を検出してト
ランジスタQ1のベース電位を調整するDCフィードバ
ック回路であり、帰還回路の一例である。図2(A)に
おいて、DCフィードバック回路13は、差動増幅器と
出力回路から成る。差動増幅器は3つのpnp型のバイ
ポーラトランジスタQ13〜Q15と、2つのnpn型のバ
イポーラトランジスタQ11, Q12と、2つの定電流源I
12, I12と、静電容量C11から成る。
Reference numeral 13 denotes a DC feedback circuit which detects the voltage between both ends of the resistor R3 and adjusts the base potential of the transistor Q1, and is an example of a feedback circuit. 2A, the DC feedback circuit 13 includes a differential amplifier and an output circuit. The differential amplifier comprises three pnp type bipolar transistors Q13 to Q15, two npn type bipolar transistors Q11 and Q12, and two constant current sources I
12, I12 and capacitance C11.

【0037】図2(A)において、トランジスタQ11の
ベースは−端子に接続し、トランジスタQ12のベースは
+端子に接続する。トランジスタQ11とQ12のエミッタ
は定電流源I11に接続する。トランジスタQ11のコレク
タはトランジスタQ13のコレクタに接続する。トランジ
スタQ12のコレクタはトランジスタQ14のコレクタに接
続する。トランジスタQ13のベースはトランジスタQ14
のベースに接続して、トランジスタQ11のコレクタに接
続する。トランジスタQ13とQ14のエミッタは電源線V
CCに接続する。トランジスタQ14のコレクタはトランジ
スタQ15のベース及び静電容量C11の一端に接続する。
静電容量C11の他端は接地線GNDに接続する。トランジ
スタQ15のエミッタは電源線VCCに接続する。そのコレ
クタは出力と定電流源I12に接続する。
In FIG. 2A, the base of transistor Q11 is connected to the-terminal, and the base of transistor Q12 is connected to the + terminal. The emitters of the transistors Q11 and Q12 are connected to a constant current source I11. The collector of transistor Q11 is connected to the collector of transistor Q13. The collector of transistor Q12 is connected to the collector of transistor Q14. The base of transistor Q13 is transistor Q14.
And the collector of the transistor Q11. The emitters of the transistors Q13 and Q14 are connected to the power line V.
Connect to CC. The collector of the transistor Q14 is connected to the base of the transistor Q15 and one end of the capacitance C11.
The other end of the capacitance C11 is connected to the ground line GND. The emitter of transistor Q15 is connected to power supply line VCC. Its collector is connected to the output and to a constant current source I12.

【0038】DCフィードバック回路13は、トランジ
スタQ1のベース電位を一定に調整することにより、出
力のDC電位を一定にすることができる。図2(B)に
おいて、13AはDCフィードバック回路13を変形した
帰還回路であり、フィルタ用抵抗R11を設けている。抵
抗R11は静電容量C11とともに、ローパスフィルタを構
成する。ローパスフィルタは、DCフィードバック回路
13の高域カット周波数を決定するものである。
The DC feedback circuit 13 can make the output DC potential constant by adjusting the base potential of the transistor Q1 to be constant. In FIG. 2B, reference numeral 13A denotes a feedback circuit obtained by modifying the DC feedback circuit 13, and is provided with a filter resistor R11. The resistance R11 forms a low-pass filter together with the capacitance C11. The low-pass filter determines a high cut frequency of the DC feedback circuit 13.

【0039】また、図3(A)は、本発明の各実施の形
態に係る電流−電圧変換器を用いた光受信器と従来例の
光受信器の出力波形を比較する図を示している。図3
(B)は本発明の各実施の形態に係る光受信器の周波数
特性を示している。縦軸は利得であり、横軸は周波数で
ある。fL は低域カット周波数である。光受信器は、f
L より高い周波数の信号を通すようになる。
FIG. 3A is a diagram for comparing output waveforms of an optical receiver using the current-voltage converter according to each embodiment of the present invention and a conventional optical receiver. . FIG.
(B) shows the frequency characteristics of the optical receiver according to each embodiment of the present invention. The vertical axis is gain, and the horizontal axis is frequency. fL is a low frequency cut frequency. The optical receiver is f
It allows signals with frequencies higher than L to pass.

【0040】次に、図3(A)を参照しながら、本発明
の第1の実施の形態に係る電流−電圧変換器を用いた光
受信器の動作を説明する。例えば、明と暗とが交互に繰
り返される光(所定周波数)が受光素子11により受光
されると、受光素子11に光電流Ipdが流れる。光電流
Ipdは、図3(A)に示すように光の明と暗とに応じて
「H」(ハイ)レベル及び「L」(ロー)レベルの論理
を構成する。
Next, the operation of the optical receiver using the current-to-voltage converter according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. For example, when light (predetermined frequency) in which light and dark are alternately repeated is received by the light receiving element 11, a photocurrent Ipd flows through the light receiving element 11. The photocurrent Ipd constitutes an “H” (high) level and an “L” (low) level logic according to the brightness and darkness of light as shown in FIG.

【0041】例えば、トランジスタQ1に光電流Ipdが
流れない場合、電流−電圧変換回路12の入力V1と出
力V2のDC電位は、同電位となる。入力V1と出力V
2のDC電位は、電源電圧VCCからほぼ抵抗R2の電
圧降下R2・I1と、トランジスタQ2のベース・エミ
ッタ間の電圧降下Vbeとを引いた電位(≒VCC−R2
・I1−Vbe)になる。
For example, when the photocurrent Ipd does not flow through the transistor Q1, the DC potential of the input V1 and the DC potential of the output V2 of the current-voltage conversion circuit 12 are the same. Input V1 and output V
2 is obtained by subtracting the voltage drop R2 · I1 of the resistor R2 and the voltage drop Vbe between the base and the emitter of the transistor Q2 from the power supply voltage VCC (ΔVCC−R2
I1-Vbe).

【0042】トランジスタQ1のエミッタ電位は、電流
−電圧変換回路12の入力電圧V1からトランジスタQ
1のベース・エミッタ間の電圧降下を引いたDC電圧
(V1−Vbe)となる。また、トランジスタQ1のエミ
ッタは、容量C1によって、交流回路的に接地されてい
るので、このトランジスタ回路は、いわゆるエミッタ接
地回路になる。
The emitter potential of the transistor Q1 is different from the input voltage V1 of the current-voltage conversion circuit 12 by the transistor Q1.
1 is a DC voltage (V1-Vbe) obtained by subtracting the voltage drop between the base and the emitter. Further, since the emitter of the transistor Q1 is grounded in the form of an AC circuit by the capacitor C1, this transistor circuit is a so-called grounded emitter circuit.

【0043】DCフィードバック回路13は、電流−電
圧変換回路12の入力V1と出力V2とは同電位である
ので、トランジスタQ1の入力V1に制御信号を帰還し
ない。一方、クランプ用のトランジスタQ3のベース・
エミッタ間の電圧降下Vbeは、他のトランジスタQ1,
Q2のベース・エミッタ間の電圧降下Vbeよりも大きい
ため、トランジスタQ3には、コレクタ電流が流れな
い。
The DC feedback circuit 13 does not feed back the control signal to the input V1 of the transistor Q1 because the input V1 and the output V2 of the current-voltage conversion circuit 12 have the same potential. On the other hand, the base of the transistor Q3 for clamping
The voltage drop Vbe between the emitters is different from that of the other transistors Q1,
Since the voltage drop between the base and the emitter of Q2 is larger than Vbe, no collector current flows through transistor Q3.

【0044】次に、トランジスタQ1に光電流Ipdが流
れる場合に、電流−電圧変換回路12の出力V2は、Δ
V2=ΔIpd×R3となる。但し、ΔV2は電流−電圧
変換回路12の出力変化分であり、ΔIpdはトランジス
タQ1に流れる光電流Ipdの変化分である。R3は抵抗
R3の値である。このようにR3をトランスインピーダ
ンスとする電流−電圧変換回路が動作する。
Next, when the photocurrent Ipd flows through the transistor Q1, the output V2 of the current-voltage conversion circuit 12 becomes ΔV
V2 = ΔIdd × R3. Here, ΔV2 is a change in the output of the current-voltage conversion circuit 12, and ΔIpd is a change in the photocurrent Ipd flowing through the transistor Q1. R3 is the value of the resistor R3. Thus, the current-voltage conversion circuit using R3 as the transimpedance operates.

【0045】一方、トランジスタQ1に流れる光電流I
pdの振幅が大きい場合に、トランジスタQ1のコレクタ
電流が少なくなり、コレクタ電位が上がる。これによ
り、トランジスタQ3が電源電位より電流を引き込ん
で、トランジスタQ1をクランプする。このときの電流
−電圧変換回路12の出力V2は、先に記述したΔV2
=ΔIpd×R3の関係が成り立たなくなり、出力V2
は、V2=VCC−R2・I1−Vbeとなる。
On the other hand, the photocurrent I flowing through the transistor Q1
When the amplitude of pd is large, the collector current of the transistor Q1 decreases, and the collector potential increases. As a result, the transistor Q3 draws current from the power supply potential and clamps the transistor Q1. The output V2 of the current-voltage conversion circuit 12 at this time is ΔV2 described above.
= ΔIdd × R3 does not hold, and the output V2
Is V2 = VCC-R2.I1-Vbe.

【0046】但し、V2は電流−電圧変換回路12のD
C出力であり、VCCは電源電圧であり、R2は抵抗R
2の値であり、I1はトランジスタQ1を流れる電流で
あり、VbeはトランジスタQ2のベース・エミッタ間の
電圧降下である。また、トランジスタQ1に流れる光電
流Ipdが「H」レベルから「L」レベルに変化する場合
には、トランジスタQ3のベースに蓄積された電荷は、
トランジスタQ1によって引き抜かれる。
Here, V2 is D of the current-voltage conversion circuit 12.
C is a power supply voltage, VCC is a power supply voltage, and R2 is a resistor R
2, I1 is the current flowing through the transistor Q1, and Vbe is the voltage drop between the base and the emitter of the transistor Q2. When the photocurrent Ipd flowing through the transistor Q1 changes from the “H” level to the “L” level, the electric charge accumulated at the base of the transistor Q3 becomes
It is pulled out by the transistor Q1.

【0047】このように本発明の第1の実施の形態に係
る電流−電圧変換器を用いた光受信器によれば、トラン
ジスタQ1の光電流Ipdが、「H」レベルから「L」レ
ベルに変化するとき、トランジスタQ3のベースに蓄積
した電荷は、トランジスタQ1によって引き抜かれるの
で、従来例ようなクランプダイオードを用いた場合に比
べて、図3(A)に示すように、出力波形を急激に立ち
下げることができる。
As described above, according to the optical receiver using the current-voltage converter according to the first embodiment of the present invention, the photocurrent Ipd of the transistor Q1 is changed from “H” level to “L” level. When the change occurs, the charge accumulated in the base of the transistor Q3 is extracted by the transistor Q1, so that the output waveform sharply changes as shown in FIG. 3A as compared with the conventional case using a clamp diode. Can be shut down.

【0048】したがって、出力波形が従来例に比べて急
激に立ち下がることで、当該光受信器のダイナミックレ
ンジを広くすることができる。後段に接続されたアナロ
グ・デジタル変換器等は、入力信号のパルス幅を正確に
二値化データに変換することができるようになる。ま
た、本発明に係る電流−電圧変換器によれば、トランジ
スタQ1に流れる電流は定電流源I1によって決定され
るので、電源電圧が変動しても、トランジスタQ1のコ
レクタ電流を一定にできる。この結果、トランジスタQ
1の周波数応答特性が安定するので、光受信器の周波数
出力特性も安定するようになる。
Accordingly, the dynamic range of the optical receiver can be widened by causing the output waveform to fall sharply as compared with the conventional example. An analog-digital converter or the like connected at the subsequent stage can accurately convert the pulse width of the input signal into binary data. Further, according to the current-to-voltage converter according to the present invention, since the current flowing through the transistor Q1 is determined by the constant current source I1, the collector current of the transistor Q1 can be kept constant even if the power supply voltage changes. As a result, the transistor Q
Since the frequency response characteristic of No. 1 is stabilized, the frequency output characteristic of the optical receiver is also stabilized.

【0049】さらに、本発明の電流−電圧変換器によれ
ば、回路の低電圧駆動時の動作限界を考えた場合、電源
電圧VCCが、抵抗降下(R1+R2)+2×Vbe以
下になるまで、回路を動作させることができる。なお、
VbeはトランジスタQ1やトランジスタQ2のベース
・エミッタ間の電圧降下である。したがって、光受光器
の低電圧駆動化が図れる。
Further, according to the current-to-voltage converter of the present invention, considering the operation limit of the circuit at the time of low voltage driving, the circuit is operated until the power supply voltage VCC becomes equal to or less than the resistance drop (R1 + R2) + 2 × Vbe. Can be operated. In addition,
Vbe is a voltage drop between the base and the emitter of the transistor Q1 and the transistor Q2. Therefore, low voltage driving of the optical receiver can be achieved.

【0050】これにより、駆動電源の電圧範囲が広く、
しかも、ダイナミックレンジが広い光受信器が提供でき
る。なお、本発明に係る電流−電圧変換器において、抵
抗R3の両端の電圧を検出したDCフィードバック回路
13が、この抵抗R3の両端の電圧をトランジスタQ1
のベースにフィードバックして、ベース電位を調整する
ので、入力信号にDCオフセット(外来光による信号成
分)が重畳していた場合等に、これを除くことができ
る。
As a result, the voltage range of the driving power supply is wide,
Moreover, an optical receiver having a wide dynamic range can be provided. In the current-voltage converter according to the present invention, the DC feedback circuit 13 that has detected the voltage across the resistor R3 converts the voltage across the resistor R3 into a transistor Q1.
The base potential is adjusted by feeding back to the base, and this can be removed when a DC offset (signal component due to extraneous light) is superimposed on the input signal.

【0051】また、DCフィードバック回路13A内に、
図2(B)に示したようなローパスフィルタを設けるこ
とで、図3(B)に示すように、当該電流−電圧変換器
の高域カット周波数fL を決めることができる。さら
に、本発明の実施の形態では、図4に示すように、トラ
ンジスタQ3に代えて、クランプトランジスタとして電
界効果トランジスタTNを設けている。トランジスタT
NのゲートはトランジスタQ1のコレクタに接続し、ソ
ースをトランジスタQ1のベースに接続し、そのドレイ
ンを電源線VCCに接続している。そして、トランジスタ
TNは、トランジスタQ2がオンするベース・エミッタ
間の電圧降下Vbeよりも大きな値の閾値Vthに調整す
る。
In the DC feedback circuit 13A,
By providing a low-pass filter as shown in FIG. 2B, the high-frequency cutoff frequency fL of the current-to-voltage converter can be determined as shown in FIG. 3B. Further, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, a field effect transistor TN is provided as a clamp transistor instead of the transistor Q3. Transistor T
The gate of N is connected to the collector of transistor Q1, the source is connected to the base of transistor Q1, and the drain is connected to power supply line VCC. Then, the transistor TN adjusts the threshold value Vth to a value larger than the voltage drop Vbe between the base and the emitter when the transistor Q2 is turned on.

【0052】このようにすると、光電流Ipdが通常の振
幅よりも極めて大きい「H」レベルのときに、トランジ
スタTNをオンさせることができる。これにより、トラ
ンジスタTNの動作電圧を決める抵抗R1を省略するこ
とができので、回路の集積化に寄与する。 (2)第2の実施の形態 図5は、本発明の第2の実施の形態に係る電流−電圧変
換器を用いた光受信器の構成図を示している。第2の実
施の形態では第1の実施の形態と異なり電流−電圧変換
器22にショットキーバリアダイオードが設けられるも
のである。図5において、22は受光素子11に流れる
光電流Ipdを電圧に変換する電流−電圧変換器である。
SBDは、トランジスタQ1のベース電位を基準にし
て、そのコレクタの電圧が下がるのを防ぐショットキー
バリアダイオードである。SBDのカソードは、トラン
ジスタQ1のコレクタに接続し、そのアノードをトラン
ジスタQ1のベースに接続している。なお、第1の実施
の形態と同じ符号及び名称のものは、同じ機能を有する
ため、その説明を省略する。
In this way, the transistor TN can be turned on when the photocurrent Ipd is at "H" level which is much larger than the normal amplitude. Thus, the resistor R1 for determining the operating voltage of the transistor TN can be omitted, which contributes to circuit integration. (2) Second Embodiment FIG. 5 shows a configuration diagram of an optical receiver using a current-voltage converter according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment differs from the first embodiment in that the current-voltage converter 22 is provided with a Schottky barrier diode. In FIG. 5, reference numeral 22 denotes a current-voltage converter for converting the photocurrent Ipd flowing through the light receiving element 11 into a voltage.
The SBD is a Schottky barrier diode that prevents the voltage at the collector of the transistor Q1 from lowering with reference to the base potential of the transistor Q1. The cathode of the SBD is connected to the collector of the transistor Q1, and the anode is connected to the base of the transistor Q1. Note that components having the same reference numerals and names as those in the first embodiment have the same functions, and a description thereof will be omitted.

【0053】このようにして本発明の第2の実施の形態
に係る電流−電圧変換器を用いた光受信器によれば、シ
ョットキーバリアダイオードがトランジスタQ1のベー
ス・コレクタ間に接続されているので、トランジスタQ
1のベース電位を基準にして、そのコレクタの電圧が下
がるのを防げる。この結果、ベース入力の振幅が大きい
場合でも、トランジスタQ1のコレクタ電圧が下がらな
いので、回路動作が安定する。
Thus, according to the optical receiver using the current-voltage converter according to the second embodiment of the present invention, the Schottky barrier diode is connected between the base and the collector of the transistor Q1. So the transistor Q
With reference to the base potential of 1, the voltage of the collector can be prevented from dropping. As a result, even if the amplitude of the base input is large, the circuit operation is stabilized because the collector voltage of the transistor Q1 does not decrease.

【0054】(3)第3の実施の形態 図6は、本発明の第3の実施の形態に係る電流−電圧変
換器を用いた光受信器の構成図を示している。第3の実
施の形態では第1の実施の形態と異なり電流−電圧変換
器32に定電圧ダイオードが設けられるものである。図
6において、32は受光素子11に流れる光電流Ipdを
電圧に変換する電流−電圧変換器である。D11は、電源
線VCCを基準にして、トランジスタQ1のコレクタの電
圧が下がるのを防ぐダイオードである。D11のカソード
は、トランジスタQ1のコレクタに接続し、そのアノー
ドを電源線VCCに接続している。なお、第1の実施の形
態と同じ符号及び名称のものは、同じ機能を有するた
め、その説明を省略する。
(3) Third Embodiment FIG. 6 shows a configuration diagram of an optical receiver using a current-voltage converter according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment differs from the first embodiment in that a constant voltage diode is provided in the current-voltage converter 32. In FIG. 6, reference numeral 32 denotes a current-voltage converter for converting the photocurrent Ipd flowing through the light receiving element 11 into a voltage. D11 is a diode for preventing the voltage of the collector of the transistor Q1 from falling with reference to the power supply line VCC. The cathode of D11 is connected to the collector of transistor Q1, and its anode is connected to power supply line VCC. Note that components having the same reference numerals and names as those in the first embodiment have the same functions, and a description thereof will be omitted.

【0055】このようにして本発明の第3の実施の形態
に係る電流−電圧変換器を用いた光受信器によれば、ダ
イオードD11がトランジスタQ1のコレクタと電源線V
CCとの間に接続されているので、電源線VCCを基準にし
て、そのコレクタの電圧が下がるのを防げる。この結
果、ベース入力の振幅が大きい場合でも、第2の実施の
形態と同様にトランジスタQ1のコレクタ電圧が下がら
ないので、回路動作が安定する。
As described above, according to the optical receiver using the current-voltage converter according to the third embodiment of the present invention, the diode D11 is connected to the collector of the transistor Q1 and the power supply line V.
Since the power supply line is connected between the power supply line Vcc and the power supply line Vcc, the voltage of the collector can be prevented from lowering. As a result, even when the amplitude of the base input is large, the circuit operation is stabilized because the collector voltage of the transistor Q1 does not decrease as in the second embodiment.

【0056】(4)第4の実施の形態 図7は、本発明の第4の実施の形態に係る電流−電圧変
換器を用いた光受信器の構成図を示している。第4の実
施の形態では第1の実施の形態と異なり電流−電圧変換
器42のトランジスタがn型の電界効果トランジスタか
ら成るものである。
(4) Fourth Embodiment FIG. 7 shows a configuration diagram of an optical receiver using a current-voltage converter according to a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment differs from the first embodiment in that the transistor of the current-voltage converter 42 is an n-type field effect transistor.

【0057】図7において、42は受光素子11に流れ
る光電流Ipdを電圧に変換する電流−電圧変換器であ
る。変換回路42は、3つのn型の電界効果トランジス
タ(以下単にトランジスタという)TN1〜TN3と、3つ
の抵抗R1〜R3と、2つの定電流源I1,I2と、1
つの静電容量C1から成る。トランジスタTN1は第1の
電界効果トランジスタの一例であり、そのゲート(入
力)は受光素子11とトランジスタTN3のソースと抵抗
R3の一端にそれぞれ接続し、そのドレインはトランジ
スタTN3のゲートと抵抗R1の一端にそれぞれ接続す
る。トランジスタTN1のソースは定電流源I1と静電容
量C1の一端にそれぞれ接続する。定電流源I1の他端
と、静電容量C1の他端は接地線GNDに接続する。抵抗
R1の他端はトランジスタTN2のゲートと抵抗R2の一
端にそれぞれ接続する。抵抗R2の他端は電源線VCCに
接続する。なお、抵抗R2は、トランジスタTN1の入力
が無いときに、トランジスタTN3がカットオフするよう
に値を設定することが望ましい。
In FIG. 7, reference numeral 42 denotes a current-voltage converter for converting the photocurrent Ipd flowing through the light receiving element 11 into a voltage. The conversion circuit 42 includes three n-type field effect transistors (hereinafter simply referred to as transistors) TN1 to TN3, three resistors R1 to R3, two constant current sources I1 and I2, and 1
It consists of two capacitances C1. The transistor TN1 is an example of a first field-effect transistor, and its gate (input) is connected to the light receiving element 11, the source of the transistor TN3, and one end of the resistor R3, and its drain is connected to the gate of the transistor TN3 and one end of the resistor R1. Connect to each. The source of the transistor TN1 is connected to the constant current source I1 and one end of the capacitance C1. The other end of the constant current source I1 and the other end of the capacitance C1 are connected to a ground line GND. The other end of the resistor R1 is connected to the gate of the transistor TN2 and one end of the resistor R2. The other end of the resistor R2 is connected to the power supply line VCC. The value of the resistor R2 is desirably set so that the transistor TN3 is cut off when there is no input to the transistor TN1.

【0058】トランジスタTN2は第2の電界効果トラン
ジスタの一例であり、そのドレインは電源線VCCに接続
し、そのソースは出力と抵抗R3の他端と、定電流源I
2とにそれぞれ接続する。定電流源I2の他端は接地線
GNDに接続する。トランジスタTN3は第3の電界効果ト
ランジスタの一例であり、第1〜第3の実施の形態と同
様に、クランプトランジスタを構成する。そのドレイン
は電源線VCCに接続している。トランジスタTN3は、ト
ランジスタTN1をクランプするものである。トランジス
タTN3は、受光素子11に流れる光電流Ipdが大きくな
ったときにオンする。このときのTN3のオン条件は、T
N1のゲート電位が下がって、TN1のドレイン電流が少な
くなり、ドレイン電圧が上昇したときである。トランジ
スタTN3がオンすると、電源線VCCから受光素子11へ
電流を流し込み、トランジスタTN1のゲート電位を固定
してドレイン電位が下がることを防ぐ。なお、第1の実
施の形態と同じ符号及び名称のものは、同じ機能を有す
るため、その説明を省略する。
The transistor TN2 is an example of a second field-effect transistor. The drain of the transistor TN2 is connected to the power supply line VCC, and the source is the output, the other end of the resistor R3, and the constant current source I.
2 respectively. The other end of the constant current source I2 is connected to the ground line GND. The transistor TN3 is an example of a third field-effect transistor, and forms a clamp transistor as in the first to third embodiments. Its drain is connected to the power supply line VCC. The transistor TN3 clamps the transistor TN1. The transistor TN3 turns on when the photocurrent Ipd flowing through the light receiving element 11 increases. At this time, the ON condition of TN3 is T
This is when the gate potential of N1 decreases, the drain current of TN1 decreases, and the drain voltage increases. When the transistor TN3 is turned on, a current flows from the power supply line VCC to the light receiving element 11, and the gate potential of the transistor TN1 is fixed to prevent the drain potential from lowering. Note that components having the same reference numerals and names as those in the first embodiment have the same functions, and a description thereof will be omitted.

【0059】次に、本発明の第4の実施の形態に係る電
流−電圧変換器を用いた光受信器の動作を説明する。例
えば、トランジスタTN1に光電流Ipdが流れない場合、
電流−電圧変換回路42の入力V1と出力V2のDC電
位は、同電位となる。入力V1と出力V2のDC電位
は、電源電圧VCCからほぼ抵抗R2の電圧降下R2・
I1と、トランジスタTN2の閾値Vthとを引いた電位
(≒VCC−R2・I1−Vth)になる。
Next, the operation of the optical receiver using the current-voltage converter according to the fourth embodiment of the present invention will be described. For example, when the photocurrent Ipd does not flow through the transistor TN1,
The DC potential of the input V1 and the output V2 of the current-voltage conversion circuit 42 are the same. The DC potential of the input V1 and the output V2 is substantially equal to the voltage drop R2 ·
The potential becomes (い た VCC-R22I1-Vth) obtained by subtracting I1 and the threshold value Vth of the transistor TN2.

【0060】トランジスタTN1のソース電位は、電流−
電圧変換回路42の入力V1からトランジスタTN1の閾
値を引いたDC電圧(V1−Vth)となる。また、トラ
ンジスタTN1のソースは、容量C1によって、交流回路
的に接地されているので、このトランジスタ回路は、い
わゆるソース接地回路になる。また、電流−電圧変換回
路42の入力V1と出力V2とは同電位であるので、D
Cフィードバック回路13は、トランジスタTN1の入力
V1に制御信号を帰還しない。一方、クランプ用のトラ
ンジスタTN3の閾値Vthは、他のトランジスタTN1,T
N2の閾値Vthよりも大きいため、他のトランジスタTN
1,TN2のゲート電圧よりも高いゲート電圧が入力され
ないと、トランジスタTN3がオンしない。このため、現
時点ではトランジスタTN3にはドレイン電流I1が流れ
ない。
The source potential of the transistor TN1 is equal to the current minus
It becomes a DC voltage (V1−Vth) obtained by subtracting the threshold value of the transistor TN1 from the input V1 of the voltage conversion circuit 42. Further, since the source of the transistor TN1 is grounded in an AC circuit by the capacitor C1, this transistor circuit is a so-called grounded source circuit. Further, since the input V1 and the output V2 of the current-voltage conversion circuit 42 have the same potential, D
The C feedback circuit 13 does not feed back the control signal to the input V1 of the transistor TN1. On the other hand, the threshold value Vth of the clamping transistor TN3 is different from that of the other transistors TN1 and TN3.
Since it is larger than the threshold value Vth of N2, the other transistors TN
Unless a gate voltage higher than the gate voltage of TN2 is input, the transistor TN3 does not turn on. Therefore, the drain current I1 does not flow through the transistor TN3 at this time.

【0061】次に、トランジスタTN1に光電流Ipdが流
れる場合に、電流−電圧変換回路42の出力V2は、Δ
V2=ΔIpd×R3となる。但し、ΔV2は電流−電圧
変換回路42の出力変化分であり、ΔIpdはトランジス
タTN1に流れる光電流Ipdの変化分である。R3は抵抗
R3の値である。このようにR3をトランスインピーダ
ンスとする電流−電圧変換回路が動作する。
Next, when the photocurrent Ipd flows through the transistor TN1, the output V2 of the current-voltage conversion circuit 42 becomes ΔV
V2 = ΔIdd × R3. Here, ΔV2 is a change in the output of the current-voltage conversion circuit 42, and ΔIpd is a change in the photocurrent Ipd flowing through the transistor TN1. R3 is the value of the resistor R3. Thus, the current-voltage conversion circuit using R3 as the transimpedance operates.

【0062】なお、光電流Ipdが「L」レベルのときの
電流をIpdL とし、光電流Ipdが「H」レベルのときの
電流をIpdH とすれば、入力電流の変化量は、ΔIpd=
IpdH −IpdL であるから、電流−電圧変換回路42の
出力V2は、ΔV2=ΔIpd×R3となる。一方、トラ
ンジスタTN1に流れる光電流Ipdの振幅が大きい場合
に、トランジスタTN1のドレイン電流が少なくなり、ド
レイン電位が上がる。これにより、トランジスタTN3の
ゲート電圧が上がることで、トランジスタTN3がオンす
るので、電源電位より電流を引き込んで、トランジスタ
TN1をクランプする。このときの電流−電圧変換回路4
2の出力V2は、先に記述したΔV2=ΔIpd×R3の
関係が成り立たなくなり、出力V2は、V2=VCC−
R2・I1−Vthとなる。
If the current when the photocurrent Ipd is at the “L” level is IpdL and the current when the photocurrent Ipd is at the “H” level is IpdH, the change in the input current is ΔIpd =
Since IpdH-IddL, the output V2 of the current-voltage conversion circuit 42 is ΔV2 = ΔIdd × R3. On the other hand, when the amplitude of the photocurrent Ipd flowing through the transistor TN1 is large, the drain current of the transistor TN1 decreases and the drain potential increases. Thus, the transistor TN3 is turned on by increasing the gate voltage of the transistor TN3, so that current is drawn from the power supply potential and the transistor TN1 is clamped. The current-voltage conversion circuit 4 at this time
2, the relationship of ΔV2 = ΔIpd × R3 described above does not hold, and the output V2 becomes V2 = VCC−
R2 · I1-Vth.

【0063】但し、V2は電流−電圧変換回路42のD
C出力であり、VCCは電源電圧であり、R2は抵抗R
2の値であり、I1はトランジスタTN1を流れる電流で
あり、VthはトランジスタTN2の閾値である。また、ト
ランジスタTN1に流れる光電流Ipdが「H」レベルから
「L」レベルに変化する場合には、トランジスタTN3の
ゲートに蓄積された電荷は、トランジスタTN1のドレイ
ンによって引き抜かれる。
Here, V2 is D of the current-voltage conversion circuit 42.
C is a power supply voltage, VCC is a power supply voltage, and R2 is a resistor R
2, I1 is the current flowing through the transistor TN1, and Vth is the threshold value of the transistor TN2. When the photocurrent Ipd flowing through the transistor TN1 changes from the "H" level to the "L" level, the charge stored in the gate of the transistor TN3 is extracted by the drain of the transistor TN1.

【0064】このように本発明の第4の実施の形態に係
る電流−電圧変換器を用いた光受信器によれば、トラン
ジスタTN1のゲート入力が、「H」レベルから「L」レ
ベルに変化するとき、トランジスタTN3のゲートに蓄積
した電荷は、トランジスタTN1によって引き抜かれるの
で、第1の実施の形態と同様に、出力波形を急激に立ち
下げることができる。
As described above, according to the optical receiver using the current-voltage converter according to the fourth embodiment of the present invention, the gate input of the transistor TN1 changes from “H” level to “L” level. At this time, the electric charge accumulated in the gate of the transistor TN3 is extracted by the transistor TN1, so that the output waveform can fall sharply similarly to the first embodiment.

【0065】したがって、第1の実施の形態と同様に、
電流−電圧変換回路42のダイナミックレンジを広くす
ることができる。当該光受信器の後段に接続されるアナ
ログ・デジタル変換回路等では、入力信号のパルス幅を
正確に二値化データに変換できるようになる。また、本
発明に係る電流−電圧変換器によれば、トランジスタT
N1に流れる電流は定電流源I1によって決定されるの
で、電源電圧が変動しても、トランジスタTN1のドレイ
ン電流を一定にできる。この結果、トランジスタTN1の
周波数応答特性が安定するので、光受信器の周波数出力
特性も安定するようになる。
Therefore, similarly to the first embodiment,
The dynamic range of the current-voltage conversion circuit 42 can be widened. An analog-to-digital conversion circuit or the like connected downstream of the optical receiver can accurately convert the pulse width of the input signal into binary data. Further, according to the current-voltage converter according to the present invention, the transistor T
Since the current flowing through N1 is determined by the constant current source I1, the drain current of the transistor TN1 can be kept constant even if the power supply voltage changes. As a result, the frequency response characteristics of the transistor TN1 are stabilized, so that the frequency output characteristics of the optical receiver are also stabilized.

【0066】さらに、本発明の電流−電圧変換器によれ
ば、第1の実施の形態と同様に、回路の低電圧駆動時の
動作限界を考えた場合、電源電圧VCCが、抵抗降下
(R1+R2)+2×Vth以下になるまで、回路を動
作させることができる。したがって、光受光器の低電圧
駆動化が図れる。なお、VthはトランジスタTN1やト
ランジスタTN2の閾値電圧である。
Further, according to the current-to-voltage converter of the present invention, as in the first embodiment, when considering the operation limit at the time of low-voltage driving of the circuit, the power supply voltage VCC has a resistance drop (R1 + R2 ) The circuit can be operated until it becomes equal to or less than + 2 × Vth. Therefore, low voltage driving of the optical receiver can be achieved. Vth is a threshold voltage of the transistor TN1 or the transistor TN2.

【0067】これにより、第1の実施の形態と同様に、
駆動電源の電圧範囲が広く、しかも、ダイナミックレン
ジが広い光受信器が提供できる。また、電流−電圧変換
器42がn型の電界効果トランジスタTN1〜TN3から構
成されているので、回路の集積化が図れる。なお、本発
明の実施の形態では、トランジスタTN3の閾値Vthをト
ランジスタTN2の閾値Vthよりも大きな値に調整するこ
とにより、光電流Ipdが通常の振幅よりも極めて大きい
「H」レベルのときに、トランジスタTN3をオンさせる
ことができる。これにより、トランジスタTN3の動作電
圧を決める抵抗R1を省略することができる。したがっ
て、回路の集積化が図れる。
Thus, similar to the first embodiment,
An optical receiver having a wide voltage range of a driving power supply and a wide dynamic range can be provided. Further, since the current-voltage converter 42 is composed of the n-type field effect transistors TN1 to TN3, the circuit can be integrated. In the embodiment of the present invention, by adjusting the threshold Vth of the transistor TN3 to a value larger than the threshold Vth of the transistor TN2, when the photocurrent Ipd is at the “H” level which is much larger than the normal amplitude, The transistor TN3 can be turned on. Thus, the resistor R1 that determines the operating voltage of the transistor TN3 can be omitted. Therefore, circuit integration can be achieved.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電流−電
圧変換器によれば、第1のトランジスタのベース入力が
変化するとき、第3のトランジスタのベースに蓄積した
電荷が、第1のトランジスタによって引き抜かれるの
で、従来例ようなクランプダイオードを用いる場合に比
べて、出力波形を急激に立ち下げることができる。この
ため、電流−電圧変換器のダイナミックレンジを広くす
ることができる。
As described above, according to the current-to-voltage converter of the present invention, when the base input of the first transistor changes, the electric charge accumulated in the base of the third transistor is reduced to the first level. Since it is extracted by the transistor, the output waveform can be sharply lowered as compared with the case of using the clamp diode as in the conventional example. For this reason, the dynamic range of the current-voltage converter can be widened.

【0069】本発明の他の電流−電圧変換器によれば、
ショットキーバリアダイオードが第1のトランジスタの
ベース・コレクタ間に接続されているので、第1のトラ
ンジスタのベース電位を基準にして、そのコレクタの電
圧が下がることが防げる。また、ダイオードが第1のト
ランジスタのコレクタと第1の電源線との間に接続され
ているので、第1の電源線を基準にして、そのコレクタ
の電圧を上げることができる。この結果、ベース入力の
振幅が大きい場合でも、第1のトランジスタのコレクタ
電圧が下がらないので、回路動作が安定する。
According to another current-to-voltage converter of the present invention,
Since the Schottky barrier diode is connected between the base and the collector of the first transistor, it is possible to prevent the voltage of the collector from being lowered with reference to the base potential of the first transistor. Further, since the diode is connected between the collector of the first transistor and the first power supply line, the voltage of the collector can be increased with reference to the first power supply line. As a result, even when the amplitude of the base input is large, the circuit operation is stabilized because the collector voltage of the first transistor does not decrease.

【0070】本発明の電流−電圧変換器によれば、信号
入力回路や信号出力回路が電界効果トランジスタから構
成されているので、回路の集積化が図れる。本発明の光
受信器によれば、電流−電圧変換回路が本発明の電流−
電圧変換器から構成されているので、駆動電源の電圧範
囲を広くすること、及び、電流−電圧変換器のダイナミ
ックレンジを広くすることができる。
According to the current-voltage converter of the present invention, since the signal input circuit and the signal output circuit are constituted by the field effect transistors, the circuit can be integrated. According to the optical receiver of the present invention, the current-voltage conversion circuit is the current-voltage conversion circuit of the present invention.
Since it is constituted by the voltage converter, the voltage range of the driving power supply can be widened, and the dynamic range of the current-voltage converter can be widened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る電流−電圧変
換器を用いた光受信器の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical receiver using a current-voltage converter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の各実施の形態に係るDCフィードバッ
ク回路の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a DC feedback circuit according to each embodiment of the present invention.

【図3】本発明の各実施の形態に係る光受信器と従来例
の光受信器の出力波形を比較する図及び光受信器の周波
数特性図である。
FIG. 3 is a diagram comparing output waveforms of the optical receiver according to each embodiment of the present invention and a conventional optical receiver, and a frequency characteristic diagram of the optical receiver.

【図4】本発明の第1実施の形態に係る他の電流−電圧
変換器を用いた光受信器の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of an optical receiver using another current-voltage converter according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施の形態に係る電流−電圧変
換器を用いた光受信器の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of an optical receiver using a current-voltage converter according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施の形態に係る電流−電圧変
換器を用いた光受信器の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of an optical receiver using a current-voltage converter according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施の形態に係る電流−電圧変
換器を用いた光受信器の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of an optical receiver using a current-voltage converter according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】従来例に係る電流−電圧変換器を用いた光受信
器の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of an optical receiver using a current-voltage converter according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11…受光素子、2,12,22,32,42…電
流−電圧変換回路、3,13…DCフィードバック回
路、Q1〜Q3, Q11, Q12…npn型のバイポーラト
ランジスタ、Q13〜Q15…pnp型のバイポーラトラン
ジスタ、TN1〜TN3…n型の電界効果トランジスタ、R
1〜R3…抵抗、I1,I2, I11,I12…定電流源、
C1, C11…静電容量。
1,11 ... light receiving element, 2,12,22,32,42 ... current-voltage conversion circuit, 3,13 ... DC feedback circuit, Q1-Q3, Q11, Q12 ... npn-type bipolar transistor, Q13-Q15 ... pnp Type bipolar transistors, TN1 to TN3... N-type field effect transistors, R
1 to R3: resistor, I1, I2, I11, I12: constant current source,
C1, C11: capacitance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04B 10/28 (56)参考文献 特公 平7−52371(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 3/08 H04B 10/04 H04B 10/06 H04B 10/14 H04B 10/26 H04B 10/28 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI H04B 10/28 (56) references Tokuoyake flat 7-52371 (JP, B2) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7 H03F 3/08 H04B 10/04 H04B 10/06 H04B 10/14 H04B 10/26 H04B 10/28

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ベースを入力に接続した第1のトランジ
スタと、 一端を前記第1のトランジスタのコレクタに接続した第
1の抵抗と、 一端を前記第1の抵抗の他端に接続し、かつ、他端を第
1の電源線に接続した第2の抵抗と、 ベースを前記第1の抵抗と第2の抵抗の接続点に接続
し、かつ、コレクタを第1の電源線に接続した第2のト
ランジスタと、 一端を前記第2のトランジスタのエミッタ及び出力に接
続し、かつ、他端を第1の電源線に接続した第1の定電
流源と、 一端を前記第2のトランジスタのエミッタに接続し、か
つ、他端を前記第1のトランジスタのベースに接続した
第3の抵抗と、 一端を前記第1のトランジスタのエミッタに接続し、か
つ、他端を第2の電源線に接続した第2の定電流源と、 一端を前記第1のトランジスタのエミッタに接続し、か
つ、他端を第2の電源線に接続した静電容量と、 ベースを前記第1のトランジスタのコレクタに接続し、
エミッタを前記第1のトランジスタのベースに接続し、
かつ、コレクタを第1の電源線に接続した第3のトラン
ジスタを備えていることを特徴とする電流−電圧変換
器。
A first transistor having a base connected to the input; a first resistor having one end connected to a collector of the first transistor; one end connected to the other end of the first resistor; A second resistor having the other end connected to the first power supply line, a base connected to a connection point between the first resistance and the second resistance, and a collector connected to the first power supply line. A second constant current source having one end connected to the emitter and the output of the second transistor and the other end connected to the first power supply line; and one end connected to the emitter of the second transistor. And a third resistor having the other end connected to the base of the first transistor; one end connected to the emitter of the first transistor; and the other end connected to the second power supply line. A second constant current source, one end of which is connected to the first transistor. Connected to the emitter of the motor, and a capacitance connected to the other end to a second power supply line, a base connected to the collector of said first transistor,
Connecting an emitter to the base of said first transistor;
And a third transistor having a collector connected to the first power supply line.
【請求項2】 前記第3の抵抗の両端の電圧を検出して
前記第1のトランジスタのベース電位を調整する帰還回
路を設けていることを特徴とする請求項1記載の電流−
電圧変換器。
2. A current-supply circuit according to claim 1, further comprising a feedback circuit for detecting a voltage between both ends of said third resistor and adjusting a base potential of said first transistor.
Voltage converter.
【請求項3】 前記帰還回路にローパスフィルタを設け
ていることを特徴とする請求項2記載の電流−電圧変換
器。
3. The current-to-voltage converter according to claim 2, wherein a low-pass filter is provided in the feedback circuit.
【請求項4】 前記第1のトランジスタの入力が無いと
きに、前記第3のトランジスタがカットオフするように
前記第2の抵抗の値を設定することを特徴とする請求項
1記載の電流−電圧変換器。
4. The method according to claim 1, wherein the value of the second resistor is set so that the third transistor is cut off when there is no input to the first transistor. Voltage converter.
【請求項5】 前記第3のトランジスタに代えて、ゲー
トを前記第1のトランジスタのコレクタに接続し、ソー
スを前記第1のトランジスタのベースに接続し、かつ、
ドレインを第1の電源線に接続した電界効果トランジス
タを設け、 前記電界効果トランジスタは、第2のトランジスタがオ
ンするベース・エミッタ電圧よりも大きな値の閾値電圧
に調整されていることを特徴とする請求項1記載の電流
−電圧変換器。
5. In place of the third transistor, a gate is connected to a collector of the first transistor, a source is connected to a base of the first transistor, and
A field-effect transistor having a drain connected to a first power supply line is provided, wherein the field-effect transistor is adjusted to a threshold voltage larger than a base-emitter voltage at which the second transistor turns on. The current-voltage converter according to claim 1.
【請求項6】 カソードを前記第1のトランジスタのコ
レクタに接続し、かつ、アノードを前記第1のトランジ
スタのベースに接続したショットキーバリアダイオード
を設けていることを特徴とする請求項1記載の電流−電
圧変換器。
6. The Schottky barrier diode according to claim 1, further comprising a Schottky barrier diode having a cathode connected to the collector of said first transistor and an anode connected to the base of said first transistor. Current-voltage converter.
【請求項7】 カソードを前記第1のトランジスタのコ
レクタに接続し、かつ、アノードを前記第1の電源線に
接続したダイオードを設けていることを特徴とする請求
項1記載の電流−電圧変換器。
7. The current-voltage converter according to claim 1, further comprising a diode having a cathode connected to the collector of the first transistor and an anode connected to the first power supply line. vessel.
【請求項8】 ゲートを入力に接続した第1の電界効果
トランジスタと、 一端を前記第1の電界効果トランジスタのドレインに接
続した第1の抵抗と、 一端を前記第1の抵抗の他端に接続し、かつ、他端を第
1の電源線に接続した第2の抵抗と、 ゲートを前記第1の抵抗と第2の抵抗の接続点に接続
し、かつ、ドレインを第1の電源線に接続した第2の電
界効果トランジスタと、 一端を前記第2の電界効果トランジスタのソース及び出
力に接続し、かつ、他端を第1の電源線に接続した第1
の定電流源と、 一端を前記第2の電界効果トランジスタのソースに接続
し、かつ、他端を前記第1の電界効果トランジスタのゲ
ートに接続した第3の抵抗と、 一端を前記第1の電界効果トランジスタのソースに接続
し、かつ、他端を第2の電源線に接続した第2の定電流
源と、 一端を前記第1の電界効果トランジスタのソースに接続
し、かつ、他端を第2の電源線に接続した静電容量と、 ゲートを前記第1の電界効果トランジスタのドレインに
接続し、ソースを前記第1の電界効果トランジスタのゲ
ートに接続し、かつ、ドレインを第1の電源線に接続し
た第3の電界効果トランジスタを備えていることを特徴
とする電流−電圧変換器。
8. A first field-effect transistor having a gate connected to the input, a first resistor having one end connected to the drain of the first field-effect transistor, and one end connected to the other end of the first resistor. A second resistor having the other end connected to the first power supply line, a gate connected to a connection point between the first resistor and the second resistor, and a drain connected to the first power supply line. A second field effect transistor connected to the first field effect transistor, one end of which is connected to the source and output of the second field effect transistor, and the other end of which is connected to the first power supply line.
A third resistor having one end connected to the source of the second field-effect transistor and the other end connected to the gate of the first field-effect transistor, and one end connected to the first field-effect transistor. A second constant current source connected to the source of the field effect transistor and the other end connected to the second power supply line; one end connected to the source of the first field effect transistor; A capacitance connected to a second power supply line; a gate connected to the drain of the first field effect transistor; a source connected to the gate of the first field effect transistor; A current-to-voltage converter comprising a third field-effect transistor connected to a power supply line.
【請求項9】 前記第3の電界効果トランジスタの閾値
電圧は、前記第1及び第2の電界効果トランジスタの閾
値電圧よりも大きな値に設定されていることを特徴とす
る請求項8記載の電流−電圧変換器。
9. The current according to claim 8, wherein the threshold voltage of the third field-effect transistor is set to a value larger than the threshold voltages of the first and second field-effect transistors. A voltage converter.
【請求項10】 受けた光を電流に変換する受光素子
と、前記光電素子に流れる電流を電圧に変換する電流−
電圧変換回路とを備え、前記電流−電圧変換回路が請求
項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求
項6、請求項7、請求項8及び請求項9記載のいずれか
の電流−電圧変換器から成ることを特徴とする光受信
器。
10. A light receiving element for converting received light into a current, and a current for converting a current flowing through the photoelectric element into a voltage.
And a voltage conversion circuit, wherein the current-to-voltage conversion circuit is configured as described in claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, claim 8, or claim 9. An optical receiver comprising the current-voltage converter according to any one of the above.
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